Warum gibt es nicht jeden Monat Finsternisse, wenn die Umlaufbahn des Mondes aufgrund der Mondpräzession auf die Ekliptik ausgerichtet ist?

Hier gibt es einige Dinge, die meiner Meinung nach erwähnenswert sind:

1. Die Neigung der Erde spielt hier keine Rolle. Wie der Kommentar sagt, ist es wichtig, wie stark die Mondbahn zur Ekliptik geneigt ist. Nun kann man sagen, dass, wenn sowohl die Sonnenumlaufbahn als auch die Mondumlaufbahn die gleiche Neigung zum Erdäquator haben (nämlich 23,5 Grad), dies bedeutet, dass die Umlaufbahnen von Mond und Sonne keine Neigung zueinander haben – und sie sind tatsächlich auf der gleiche Ebene; Aber das ist eine falsche Schlussfolgerung. Denn nicht nur die Neigung an sich ist wichtig, sondern auch ihr Richtungsvektor: also wo wir den Gipfel/Knopf erreichen. und wo sind die Knoten (die Schnittpunkte zwischen den Ebenen; auf der Sonnenbahn auch Äquinoktien genannt). Selbst wenn die Umlaufbahn des Mondes also immer um 23,5° zum Erdäquator geneigt wäre, würde dies nicht bedeuten, dass wir jeden Monat eine Sonnenfinsternis hätten – wir würden dies nur tun, wenn sich die Knoten in derselben Position wie die Knoten der Sonnenbahn befinden;

2. Und genau das ist hier der Haken - wenn die Mondbahn um 23,5 Grad zur Erdneigung geneigt ist, geschieht dies immer in den gleichen zwei spezifischen Richtungen des Neigungsvektors (gegen den Äquator). Diese Richtungen entsprechen nicht der Richtung des Neigungsvektors der Ekliptik gegen den Äquator.

3. Dies liegt daran, dass die Mondumlaufbahn immer um 5 Grad geneigt ist. gegen die Sonnenbahn (alias Ekliptik). Also im Zeitraum dieser Knotenpräzession von 18,6 Jahren: Wenn die Grenzen kollidieren (also auch der Knoten - also der Richtungsvektor gleich ist) beträgt die Neigung zum Erdäquator 28,5 Grad oder 18,5 Grad; Wenn dies nicht der Fall ist, ist der Richtungsvektor nicht derselbe.

4. Hier gibt es ein etwas subtiles Problem, das mich dazu veranlasst, diese Antwort zu bearbeiten, nämlich dass die Knotenpräzession der Mondumlaufbahn in Bezug auf den Äquator nicht vollständig ist. in dem Sinne, dass die Knoten (wieder in Bezug auf den Äquator) in 18 Jahren nicht über 360 Grad laufen. Aber sie laufen über eine viel kleinere Spannweite von vielleicht etwa 25 Grad, ~ 12,5 Grad von jeder Seite des Sonnenäquinoktiums. Die Präzession funktioniert als regelmäßig (360 Grad in 18 Jahren), wenn wir die Knoten des Schnittpunkts nicht mit dem Erdäquator, sondern mit der Ekliptik betrachten.

Die Präzession der Bahnebene des Mondes richtet sie nicht mit der Ebene der Ekliptik aus. Der Winkel zwischen diesen beiden Ebenen beträgt ungefähr 5,14 ° (er variiert um ~ ± 0,15 °, hauptsächlich aufgrund von Störungen durch die Sonne). Durch die Präzession ändert sich die Ausrichtung der Mondebene, aber der Winkel zwischen den beiden Ebenen bleibt (fast) gleich. Es ist der Präzession dieses Gyroskops sehr ähnlich (mit freundlicher Genehmigung von Wikipedia ), außer dass der Fixpunkt der Mondebene in der Mitte der Ebene liegt (dh im Baryzentrum Erde-Mond).

Während das Gyroskop präzediert, behält die Ebene der Goldscheibe einen konstanten Winkel zur horizontalen Ebene bei.

Obwohl es sicherlich stimmt, dass der Winkel zwischen der Mondebene und der Äquatorebene der Erde zwischen ~18° und ~28° variiert, bleibt der Winkel zwischen der Mond- und der Ekliptikebene (relativ) konstant.

Es ist schwierig, ein gutes Diagramm (oder eine Animation) zu zeichnen, um dies zu veranschaulichen. Ich habe eine interaktive 3D-Animation erstellt , die hilfreich sein kann . ;) Standardmäßig wird die Neigung der Mondebene auf 10° übertrieben, weil es etwas schwer zu erkennen ist, was vor sich geht, wenn Sie den korrekten Wert von 5,14° verwenden.

Wie oben erwähnt, verläuft die Mondebene tatsächlich durch das Erd-Mond-Schwerpunkt (ebenso wie die Ekliptikebene), aber in diesem Diagramm verlaufen diese beiden Ebenen durch den Erdmittelpunkt, um die Dinge einfach zu halten. Das heißt, alle drei Ebenen (Ekliptik, Äquatorial und Mond) gehen durch den Mittelpunkt der Erde. Die Ekliptikebene ist grau, die Äquatorebene blau und die Mondebene orange. Es gibt passende farbige Linien, die mit den Mond- und Äquatorialebenen verbunden sind, die ihre Achsen zeigen und wo sie die Ekliptik kreuzen.

Der große schwarze Kreis in der Mitte des Diagramms liegt in der Ebene der Ekliptik. Die Achse der Mondebene berührt die beiden kleinen schwarzen Kreise oben und unten im Diagramm.

Sie können das Diagramm mit der Maus, der linken Maustaste und dem Scrollrad drehen, schwenken und zoomen. Verwenden Sie auf einem Touchscreen 1 Finger zum Drehen, 2 Finger zum Schwenken und Zoomen.

Ich empfehle, zuerst die Äquatorebene auszuschalten, damit Sie die grundlegende Präzession der Mondebene besser sehen können.

Der stepsParameter steuert die Anzahl der Animationsframes. Erhöhen Sie ihn für eine langsamere, flüssigere Animation.

Die Äquatorialebene präzediert ebenfalls, jedoch mit einer Periode von ungefähr 26.000 Jahren. Die Mondebene präzediert mit einer Periode von ~18,6 Jahren. Wikipedia hat einen guten Artikel über die verschiedenen Mondpräzessionen .

Hier ist ein Diagramm (mit freundlicher Genehmigung von JPL Horizons ), das die kleinen Variationen in der Neigung der Umlaufbahn des Mondes über ein paar Jahre zeigt.